JP2006102971A

JP2006102971A - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP2006102971A
Application number: JP2004288709A
Authority: JP
Inventors: Yuji Aoki; 雄司青木; Tomoaki Miyajima; 知明宮嶋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】液体収容体内の液体を効果的に攪拌して液体濃度の変動を極力なくすことが可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】印刷ヘッド５へ供給するインクＩを内部の貯留空間部Ｓに貯留するインクカートリッジ１３に、吸引口３２から貯留空間部Ｓ内のインクＩを引き込んで排出口３３から貯留空間部Ｓへ戻す循環路２４を設ける。吸引口３２をインクカートリッジ１３の底面近傍に設け、排出口３３をインクカートリッジ１３の上面近傍に設けることにより、排出口３３を吸引口３２よりも上方位置に配置する。
【選択図】図５

Description

本発明は、被記録体に液体を付着させて印刷を行うインクジェット式記録装置等の液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の一例として挙げられるインクジェット式記録装置は、インクカートリッジに貯留するインクを記録ヘッドへ送り込み、この記録ヘッドにより用紙等の被記録体にインクを付着させ、所望の印刷を行うものである。インクジェット式記録装置に用いられるインクの種類には、染料系と顔料系があり、顔料系インクは、溶媒中に顔料等の分散粒子を均一に分散させて混合されたものである。このような顔料系インクは、長期間にわたって印刷が行われず、インク収容室内においてインクが循環しない状態に置かれると、溶媒と分散粒子との比重差で分散粒子が沈降する性質がある。

このような分散粒子の沈降に対して、インクの濃度を一定に維持するため、インクカートリッジ内のインクをポンプによって循環路へ引き込み、その後、再びインクカートリッジ内へ送り込んで循環させて攪拌する手段を備えたインクジェット式記録装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平６−８４６５号公報特開２００４−９６８５号公報

ところで、単に、インクカートリッジ内のインクを循環させるだけでは、インクカートリッジ内において淀みが生じてしまい、インクカートリッジ全体に対流が生じず、攪拌効果が不十分であった。このため、インク濃度の変動を極力なくすべく、さらなる攪拌効果の向上が望まれているのが現状である。

本発明は、液体収容体内の液体を効果的に攪拌して液体濃度の変動を極力なくすことが可能な液体噴射装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成することのできる本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッドへ供給する液体を内部の貯留空間部に貯留する液体収容体に、吸引口から前記貯留空間部内の液体を引き込んで排出口から前記貯留空間部へ戻す循環路を備えた液体噴射装置であって、前記排出口が、前記吸引口よりも上方位置に設けられていることを特徴としている。

このように、液体収容体の貯留空間部内の液体を、吸引口から循環路へ引き込み、吸引口よりも上方位置に設けた排出口から戻すことにより、貯留空間部内の液体を良好に流動させて淀みなく効果的に攪拌することができる。これにより、液体収容体の貯留空間部内の液体の液体濃度の変動を極力なくすことができ、良好な印刷を行うことができる。

また、前記吸引口が、前記液体収容体の底面近傍に設けられ、前記排出口が、前記液体収容体の上面近傍に設けられていることが好ましい。
これにより、液体収容体の底部近傍から液体を引き込み、液体収容体の上面近傍から液体を送り返すことができ、貯留空間部内の液体を確実に攪拌することができる。

さらに、前記液体噴射ヘッドへ前記貯留空間部内の液体を供給する供給路と前記循環路とがそれぞれ別個に設けられていることが望ましい。
このように、液体噴射ヘッドへ液体を供給する供給路と貯留空間部内の液体を循環させる循環路とが別個であるので、流路を分岐させるなどの複雑な構造が不要となり、構造の簡略化を図ることができ、液体の流れを円滑にすることができる。

また、前記供給路には弁が設けられており、前記弁は、前記循環路による液体の循環時に閉状態となり前記液体噴射ヘッドへの液体の供給を停止させることが好ましい。
これにより、液体の循環が行われている貯留空間部からの液体噴射ヘッドへの流動の伝達が防止され、液体噴射ヘッドにおけるインクのメニスカスを良好な状態に維持することができる。

また、前記貯留空間部内に貯留する液体が、色素として顔料を用いた顔料インクであっても良い。
つまり、時間の経過により顔料が沈降し易い顔料インクであっても、効果的に攪拌することができるので、良好な印刷が可能である。

本発明の液体噴射装置によれば、液体収容体の貯留空間部内の液体を吸引口から循環路へ引き込み、吸引口よりも上方位置に設けた排出口から戻すことにより、貯留空間部内の液体を良好に流動させて淀みなく効果的に攪拌することができる。これにより、液体収容体の貯留空間部内の液体の濃度の変動を極力なくすことができ、良好な印刷を行うことができる。

本発明に係る液体噴射装置は、液体収容体内の液体を吐出する液体噴射ヘッドを備えた装置であり、液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置の液体噴射ヘッド（印刷ヘッド）、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置の色剤噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、さらにはバイオチップを製造するバイオチップ製造装置の生体有機物噴射ヘッド及び精密ピペットしての試料噴射ヘッドなどが該当する。

以下、本発明に係る液体噴射装置の実施形態の例について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、液体噴射装置の一例として、インクジェット式記録装置について説明する。
図１はインクジェット式記録装置の記録部の構成を示す斜視図であり、図２はインクカートリッジとその循環路を上方側から視た模式斜視図であり、図３はインクカートリッジとその循環路を下方側から視た模式斜視図であり、図４はインクカートリッジとその循環路を断面視した模式斜視図であり、図５はインクカートリッジとその循環路の断面図である。
図１に示すように、この記録装置１は、記録用紙２を副走査方向Ａに送る紙送りモータ３と、プラテン４と、印刷ヘッド５を搭載したキャリッジ６と、キャリッジ６を主走査方向Ｂに移動させるキャリッジモータ７とを備えている。

キャリッジ６は、キャリッジモータ７に駆動される牽引ベルト１１によって牽引され、ガイドレール１２に沿って移動する。キャリッジ６には、印刷ヘッド５のほかに、印刷ヘッド５に供給されるブラックインクを収容した液体収容体としてのブラック用のインクカートリッジ１３と、印刷ヘッド５に供給されるカラーインクを収容した液体収容体としてのカラー用のインクカートリッジ１４とが搭載されている。

キャリッジ６のホームポジション（図１の右側の位置）には、停止時に印刷ヘッド５のノズル面を密閉するためのキャッピング装置１５が設けられている。印刷ジョブが終了して、キャリッジ６がこのキャッピング装置１５の上まで到達すると、図示しない機構によってキャッピング装置１５が自動的に上昇して、印刷ヘッド５のノズル面を密閉する。このキャッピングにより、ノズル内のインクの乾燥が防止される。

次に、インクカートリッジのインクを循環する構造について説明する。なお、ブラック用のインクカートリッジ１３及びカラー用のインクカートリッジ１４は、いずれも略同一構造であるので、ここでは、ブラック用のインクカートリッジ１３を例にとって説明する。
図２から図５に示すように、インクカートリッジ１３は、キャリッジ６に形成された収納部２１内に嵌め込まれて収納されている。このキャリッジ６は、その底部に、印刷ヘッド５につながる供給路２２が電磁弁２３を介して接続されている。

また、このキャリッジ６には、その底部に循環路２４が接続されている。この循環路２４は、キャリッジ６の一端側へ延在し、さらに、キャリッジ６の一端側にて上方へ屈曲され、キャリッジ６の上面近傍における一端面に接続されている。また、この循環路２４には、その途中に、ポンプ２５が接続されている。

キャリッジ６の収納部２１に嵌め込まれるインクカートリッジ１３は、その内部が貯留空間部Ｓとされており、この貯留空間部Ｓ内に、顔料インクからなるインクＩが貯留されている。このインクカートリッジ１３には、その底部に、供給口３１及び吸引口３２が形成され、一端面には、排出口３３が形成されている。また、インクカートリッジ１３には、その上部に、大気連通口３４が形成され、インクカートリッジ１３の内部が大気に連通されている。
そして、このインクカートリッジ１３は、キャリッジ６の収納部２１へ嵌め込まれることにより、供給口３１が供給路２２に連通され、また、吸引口３２及び排出口３３が、それぞれ循環路２４に連通される。

次に、上記記録装置１の動作について説明する。
記録装置１に印刷信号が出力されると、記録用紙２が副走査方向Ａに送り出される。また、キャリッジ６が主走査方向へ移動されるとともに、インクカートリッジ１３、１４の貯留空間部Ｓ内に貯留されたインクＩが供給口３１から供給路２２を介して印刷ヘッド５へ供給され、印刷信号に基づいて、記録用紙２にインクＩが塗布される。これにより、記録用紙２への印刷が行われる。

ここで、この記録装置１は、例えば、電源投入による立ち上がり時に、インク循環動作を行う。そして、記録装置１にてインク循環動作が開始されると、ポンプ２５が作動され、インクカートリッジ１３、１４の貯留空間部Ｓ内に貯留されたインクＩが、吸引口３２から循環路２４へ引き込まれる。この循環路２４へ引き込まれたインクＩは、循環路２４を通り、排出口３３から貯留空間部Ｓ内へ戻される。これにより、インクカートリッジ１３、１４の貯留空間部Ｓ内に貯留されているインクＩが循環されて攪拌される。

また、このインク循環動作が行われると、電磁弁２３が閉ざされ、インクカートリッジ１３、１４の貯留空間部Ｓから印刷ヘッド５へつながる供給路２２の流路が閉ざされる。これにより、インク循環動作中における貯留空間部Ｓから印刷ヘッド５へのインクＩの供給が禁止される。

このように、上記実施形態に係る記録装置１によれば、インク循環動作により、インクカートリッジ１３、１４の貯留空間部Ｓ内のインクＩを、底部の吸引口３２から循環路２４へ引き込み、上部近傍の排出口３３から戻すことにより、良好に流動させて淀みなく効果的に攪拌することができる。これにより、インクカートリッジ１３、１４の貯留空間部Ｓ内のインクＩのインク濃度の変動を極力なくすことができ、良好な印刷を行うことができる。

また、印刷ヘッド５へインクＩを供給する供給路２２と貯留空間部Ｓ内のインクＩを循環させる循環路２４とが別個であるので、流路を分岐させるなどの複雑な構造が不要となり、構造の簡略化を図ることができ、インクＩの流れを円滑にすることができる。
さらには、循環路２４によるインクＩの循環時に閉状態とされる電磁弁２３を供給路２２に設けたので、インクＩの循環が行われている貯留空間部Ｓからの印刷ヘッド５への流動の伝達を防止することができる。これにより、印刷ヘッド５におけるインクＩのメニスカスを良好な状態に維持することができる。

なお、貯留空間部Ｓ内に貯留するインクＩは、色素として顔料を用いた顔料インクであって良い。この顔料インクは、時間の経過により顔料が沈降し易いが、上記記録装置１によれば、効果的にインクＩを攪拌することができるので、良好な印刷が可能である。

次に、本発明に係る液体噴射装置の他の実施形態を説明する。
図６に示すものは、循環路２４が連通されるインクカートリッジ１３、１４の吸引口３２及び排出口３３が、インクカートリッジ１３、１４の略対角位置に設けられたものである。つまり、この記録装置１では、インクカートリッジ１３、１４の一端側における上方近傍に形成された排出口３３に対して、吸引口３２が、インクカートリッジ１３、１４の他端側における底部に形成されている。

そして、この記録装置１によれば、インクカートリッジ１３、１４の吸引口３２から循環路２４へ吸い込まれたインクＩが、インクカートリッジ１３、１４の吸引口３２に対して略対角位置に設けられた排出口３３から貯留空間部Ｓ内へ戻されるので、貯留空間部Ｓ内におけるインクＩの攪拌効果をさらに高めることができる。

図７に示すものは、インクカートリッジ１３、１４の底面が、吸引口３２へ向かって下方へ傾斜したテーパ面とされたものである。
そして、上記のようなテーパ面を有するインクカートリッジ部分を備えた記録装置１では、インクカートリッジ１３、１４の貯留空間部Ｓ内のインクＩが、循環路２４が連通された吸引口３２へ円滑に送り込まれる。これにより、循環路２４を循環させることによる貯留空間部Ｓ内のインクＩの攪拌をさらに良好に行うことができる。

なお、上記の実施形態に係る記録装置１は、キャリッジ６へインクＩが貯留されたインクカートリッジ１３、１４を装填する構造であるが、この記録装置としては、キャリッジ６にサブタンクを備え、このサブタンクへメインタンクからインクを供給する構造であっても良い。この場合、少なくともメインタンクに上記の循環機能を持たせ、内部の貯留空間部のインクを攪拌する。
また、上記実施形態では、キャリッジ６の外側に、パイプ状の循環路２４を接続したが、キャリッジ６自体に流路を直接形成し、この流路を循環路２４としても良い。

本実施形態に係る記録装置の記録部の構成を示す斜視図である。インクカートリッジ部分の上方側から視た斜視図である。インクカートリッジ部分の下方側から視た斜視図である。インクカートリッジ部分を断面視した斜視図である。インクカートリッジ部分の断面図である。他の実施形態に係る記録装置のインクカートリッジ部分の断面図である。他の実施形態に係る記録装置のインクカートリッジ部分の断面図である。

符号の説明

１：記録装置、５：印刷ヘッド、１３，１４：インクカートリッジ（液体収容体）、２２：供給路、２３：電磁弁（弁）、２４：循環路、３２：吸引口、３３：排出口、Ｉ：インク（液体）、Ｓ：貯留空間部

Claims

液体噴射ヘッドへ供給する液体を内部の貯留空間部に貯留する液体収容体に、吸引口から前記貯留空間部内の液体を引き込んで排出口から前記貯留空間部へ戻す循環路を備えた液体噴射装置であって、
前記排出口が、前記吸引口よりも上方位置に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１に記載の液体噴射装置であって、
前記吸引口は、前記液体収容体の底面近傍に設けられ、前記排出口は、前記液体収容体の上面近傍に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１または２に記載の液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドへ前記貯留空間部内の液体を供給する供給路と前記循環路とがそれぞれ別個に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
請求項３に記載の液体噴射装置であって、
前記供給路には弁が設けられており、前記弁は、前記循環路による液体の循環時に閉状態となり前記液体噴射ヘッドへの液体の供給を停止させることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
請求項１から４の何れか１項に記載の液体噴射装置であって、
前記貯留空間内に貯留する液体が、色素として顔料を用いた顔料インクであることを特徴とする液体噴射装置。